金属材料成形基础作业集2010-改课件.ppt

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1、金属材料成形基础主讲徐晓峰14.20CrMnTi钢按化学成分分类，它属于结构钢中的合金钢，适宜制造齿轮等较重要的零件。16.GCr9、GCr15钢按化学成分分类，它们属于结构钢中的合金钢，主要用来制造轴承套圈、滚珠、滚柱。15.40Cr、40CrMo钢按化学成分分类，它们属于结构钢中的合金钢，适宜制造主轴、连杆等零件。作业（1）工程材料二、简答题与应用题1.材料的常用力学性能指标有那些？若某种材料的零件在使用过程中突然发生断裂，是由于哪些力学性能指标不足所造成的？(1)常用力学性能指标有:强度、塑

2、性、刚度、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等。(2)零件在使用过程中突然发生断裂，是由于强度、塑性、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等力学性能指标不足所造成的。2．画出低碳钢的应力-应变曲线，并简述拉伸变形的几个阶段。bkesoe段：弹性变形esbk段：塑性变形e点:弹性极限点s点:屈服点b点：最大应力点k点：断裂点3．图1-1所示为三种不同材料的拉伸载荷（拉力）-变形量（伸长量）曲线（试样尺寸相同），试比较这三种材料的抗拉强度、屈服强度和塑性的大小。抗拉强度：2>1>3屈服强度：1>3>2塑性：3

3、>2>1图1-1拉伸曲线4.用20钢制成10㎜、标距30㎜的试样作拉伸试验，测得屈服时的拉力为21630N，断裂前的最大拉力为34940N，拉断后测得标距长度为65㎜，断裂处直径为5㎜。试计算σb、σs、δ、ψ的值。5.零件的失效形式有哪些？影响失效的基本因素有哪些？（1）断裂、塑性变形、过量弹性变形、磨损、腐蚀等。（2）设计因素、材质因素、工艺因素和安装使用不当。6.什么是同素异晶转变？请绘出纯铁的冷却曲线，并指出同素异晶转变温度和晶格类型。（1）固态下随着温度的变化，金属的晶体结构从一种晶格

4、类型转变为另一种晶格类型的过程。温度℃时间1538℃1394℃912℃体心面心体心8.图1-2所示为部分的铁碳合金状态图，请在右边的T-t图中画出含碳量为0.45%的铁碳合金的结晶过程并标注出各温度段的组织。ESQGC%1147℃1538℃727℃PLA912℃C0.45温度℃TtLL+AA+FF+PAAESPQGKD4.32.110.770.02C%1148℃1538℃Le727℃PLAF温度℃912℃CFe3C6.69FAL+Fe3CL+F+PP+Fe3CⅡ10.绘出简化后的Fe-Fe3C相图

5、，说明其中S点、C点、E点和ECF线、PSK线、GS线、ES线代表的意义，并将F、A、F+P、P+Fe3CII、P等相填入相图的相区内。并简述碳钢随着含碳量的增加，其室温平衡组织与性能的变化规律在钢中，随着含碳量的增加，组织的变化规律为：FF+PPP+Fe3CⅡ，钢的强度、硬度增加，塑性、韧性下降。钢号类别适用零件举例质量含碳量成分用途普优高优低中高碳素合金结构工具Q235冲压件15冲压件45轴类60Si2Mn弹簧T8A锉刀9SiCr钻头W18Cr4V铣刀11.填表回答：（1）液态金属充满铸型型腔

6、，获得尺寸精确、轮廓清晰的铸件（成形件）的能力。（2）合金的流动性、浇注条件、铸型充填条件和铸件的结构。（1）合金在铸造生产条件下，获得优质铸件的难易程度。（2）流动性和收缩。合金的流动性越好、收缩越小，铸造性能越好。2．什么是合金的铸造性能？衡量合金铸造性能的主要指标是什么？其是如何影响的？二、简答题与应用题：1．什么是液态合金的充型能力？影响液态合金充型能力的因素有哪些？作业（2）金属液态成形3．现采用铸造方法浇注三根直径分别为10mm、30mm、60mm的灰口铸铁试棒，测得它们的抗拉强

7、度均为200MPa，问这三根试棒的成分是否相同？牌号是否相同？若不相同，应有何区别？1）牌号相同，成分不同。2）因为铸铁的牌号是用强度来表示的，其强度相同，则牌号相同。而影响铸铁组织和性能的因素是化学成分和冷却速度两个因素。试棒的直径不同——冷却速度不同，要获得同一强度，必须调整其化学成分，即10mm的试棒其碳硅含量较高,而30mm、60mm的试棒其碳硅含量依次降低。4．有一测试铸造应力用的应力框铸件，如图2-1所示，凝固冷却后，用钢锯沿A-A线锯断Φ30的粗杆，此时断口间隙的大小会发生什么

8、变化？为什么？1）变大。2）因为凝固冷却后，ф30的粗杆处于拉应力状态，ф10的细杆处于压应力状态。当沿A-A锯断后，粗杆给予细杆的压力被释放，细杆的压缩变形恢复伸长，所以断口间隙会变大。图2-1铸造应力框铸件5.灰口铸铁的组织和性能决定于什么因素？为什么在灰口铸铁中，碳硅含量越高，则其强度越低？1）灰口铸铁的组织和性能决定于化学成分和冷却速度。2）因为碳、硅含量越高，铸铁中的石墨片就越粗大，石墨数量也越多，对基体的破坏就越严重。同时基体中铁素体的量增加，珠光体的量减少。所以铸铁的